实验原理与设计方法.ppt

*  负反馈放大器的设计实验 实验目的 实验原理与设计方法 实验内容及要求 实验仪器 实验思考题 预习要求与实验报告 实验目的 1．研究负反馈对放大器性能的影响。 2. 根据技术指标，设计电压并联负反馈 放大器。 3. 了解集成运放LM324的使用。 实验原理与设计方法 1．将放大器输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的方式送回到它的输入端，称为反馈。如图1所示。 图1 反馈的分类 （1）若引回的反馈信号使净输入信号减小，导致放大器的放大倍数降低，这种反馈称为负反馈；若反馈信号使净输入信号加强，导致放大器的放大倍数增大，则为正反馈。 （2）若反馈信号取自于输出电压则是电压反馈;若反馈信号取自于电流反馈。判别方法是把输出端短路，如果反馈消失则为电压反馈，见图2（a）；如果反馈没有消失，则是电流反馈，见图2（b），图中Rf为反馈元件。 (a)电压反馈 （b）电流反馈 图 2 电压反馈和电流反馈方框图 （3）若放大器的输入电压Vi是由输入信号Vi’和反馈信号Vf串联而成则称为串联反馈，见图3（a）。若放大器的输入电流ii’ 是反馈电流if与输入信号电流ii并联而组成的称为并联反馈，见图3（b）。 （a）串联反馈 （b）并联反馈 图3 串联和并联反馈方框图 （a）电压串联负反馈 （ b）电流串联负反馈 图4 负反馈电路 （c）电压并联负反馈 （ d）电流并联负反馈 2．放大器引入负反馈后，使其性能指标参数得到 改善。 （1）对放大倍数的影响 负反馈电路放大倍数的一般关系式 由（1）式可见，当放大器引入负反馈后，使放 大倍数下降了1+AvF倍，但放大倍数的稳定性都提高 了 1+AvF倍。通常称1+AvF为反馈深度。当1+AvF ≥1时, 则 , 说明在深度负反馈时，放大倍数几乎与电 路其它参数无关。 (1) （2）对非线性失真及噪声的影响 当电路中加入负反馈后，放大电路的非线性失真将减小 1+AvF倍。 （3）对放大器稳定性的影响 由于晶体管参数及电源电压等的变化，都会引起放大器的输出电压（或电流）的变化。引入负反馈后，若输入电 压（或电流）增大，则反馈信号亦增大，促使输入信号减小，导致输出趋于减弱，从而起到自动调节输出的作用。 对Avf的表达式求导可得数量关系为： 可见，放大电路引入负反馈后，使放大倍数的稳定度 提高了1+AvF倍 。 （4）对通频带的影响 引入负反馈后，其通频带提高了 倍， （5）对输入、输出阻抗的影响 不同的反馈形式对放大器的影响不一样，输入电 位的变化只取决于输入端反馈连接方式（串联还是并 联），而输出电阻的变化只跟取得反馈的方法（电压 还是电流）有关。 串联负反馈使输入阻抗增加，并联负反馈使输入 阻抗减小。电压负反馈使输出阻抗减小，电流负反馈 使输出阻抗增加。 三. 实验内容及要求 1.基本要求 用LM324构成二级电压并联负反馈放大器。其中第一级为同相输入放大电路，电压放大倍数为4，第二级为反相输入放大电路，电压放大倍数为5。 给定条件：电源电压±12V，第一级放大器输入端电阻为R1 =10KΩ，级间负反馈电阻Rf=75KΩ，负载RL=200Ω。 2. 扩展要求 用LM324构成二级电压串联负反馈放大器，Avf=10，Rif=20KΩ。 *